印度探月最後2公里失敗!60年技術大發展,為何登月還這麼難?

2019-09-09   諍聞軍事

9月7日,印度的「月船-2」的著陸器在向月球表面軟著陸的最後階段發生失誤。在距離月球表面月2公里的高度,著陸器與控制中心失去了聯繫。以色列在2018年2月發射了月球探測器「創世紀號」,但它在2019年4月份墜毀。事實上從1976年到現在,成功在月球實現軟著陸的國家,只有中國,成功率高達100%。而在過去60年中的月球任務成功率只有60%。

因此印度和以色列的失敗,實際並不驚奇。看起來,在人類接觸月球表面50年後,將宇宙飛船降落在我們的隔壁鄰居上應該不那麼困難,甚至可能更容易。但實際並不是這樣。

根據美國航天局NASA的「月球實況說明書」,過去60年中進行的月球任務的成功率為60%。在此期間的109次月球任務中,61次成功,48次失敗。第一次成功的登月任務是1959年1月4日蘇聯的月球一號。在1958年8月至1959年11月的一年多一點的時間裡,美國和蘇聯共發射了14次月球任務,只有3次是成功的,全部由蘇聯完成。第一次月球軟著陸和月球表面的第一張照片來自1966年1月蘇聯發射的月球9號。

1966年5月,美國成功地發射了自己的月球軟著陸探測器「測量者-1」。阿波羅11號任務是人類首次踏上月球表面的里程碑式任務。這個由三名人員組成的任務是由尼爾·阿姆斯特朗領導的。美國總共進行了6次載人登月。從1958年到1979年,只有美國和蘇聯發射了月球任務。在這21年中,兩國共開展了90次任務。在接下來的十年里有一段時間是短暫的,1980-89年間沒有任何登月任務。日本、歐盟、中國、印度和以色列都是後來者。在月球軟著陸上,中國是1976年以來唯一的成功者。

今天從事月球任務的人,從政府機構的工程師到擁有多家公司的億萬富翁商人,肯定不是像美國和前蘇聯那樣從零開始。參與以色列「創世紀號」探測器研製的太空飛行器工程師Yoav Landsman認為:「從某些方面來說,這要容易得多。但歸根結底,這是一項重大的技術挑戰。」現在登陸月球肯定比20世紀60年代容易,原因很多。首先是軟硬體技術的發展,使得高性能計算機體積小到可以裝進口袋。在美蘇太空競賽期間,工程師們必須弄清楚地月軌道力學是如何從頭開始工作的。如果一個機構想要研發飛往月球的宇宙飛船,它可能必須研究大量的基礎。

現在有許多東西都是現成的。例如美國在2011年被送到月球軌道的衛星,提供了大量關於月球周圍引力的數據,可以供現在的工程師使用。此外帶有高解析度相機的月球軌道太空飛行器,能夠為任務規劃者提供了選擇著陸點所需的詳細照片。現在通過網際網路,很多國家和公司可以購買傳感器、計算機、太陽能電池板和推進系統,甚至連發射的火箭都是現成的。

但月球上大量謎團依然存在。例如美國國家航空航天局(NASA)就承認,對月球土壤了解甚少。月球土壤像粉末一樣,在著陸器下降時非常容易激起一團塵埃,這就阻擋著陸器傳感器對地面的探測,可能會導致著陸器進入隕石坑或碰上巨石。而且著陸器的反向推力可以移動足夠多的月球物質,從而導致使太空飛行器傾斜著地,可能會阻止月球車安全地駛出。

月球環境的奧秘使得人們很難把握著陸的安全,更不用說完善著陸序列的複雜操作了。這個著陸過程需要在數百萬公里之外就自動展開。太空飛行器必須在大約15分鐘內從每小時幾千公里的速度到接近零。它必須在關鍵時刻點燃它的引擎,並將著陸器推向準確的方向。當它減速時,它就會下降,但是需要更多的發動機來防止它過快地直線下降。這實際上就像SpaceX可回收火箭降落地面一樣。

登月太空飛行器上都安裝著大量傳感器,這些傳感器可以跟蹤它的高度,並掃描周圍的環境,尋找下面的任何危險障礙物。這些傳感器可以幫助太空飛行器在月面之上選擇著陸點。最後月球的引力將把著陸器拉到月面。「創世紀號」探測器研製的太空飛行器工程師Yoav Landsman認為,以色列和印度月球軟著陸失敗的原因都是一樣的,但他們永遠不可能知道細節,因為回答他們問題的著陸器已經成為月球表面的一堆碎片。